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时间:2017-07-16
《石油钻机电驱动系统谐波抑制和无功补偿研究硕士学位论文》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、兰州理工大学硕士学位论文石油钻机电驱动系统谐波抑制和无功补偿研究姓名:柴荔申请学位级别:硕士专业:电力电子与电力传动指导教师:党存禄20090411硕士学位论文摘要石油钻采设备通常工作于公共电网所不及的沙漠、海洋和陆地等环境场合,其中的电站子系统由数台柴油发电机组及其相应的控制系统构成,为石油钻机提供动力电源(小电网供电系统)。石油钻机中的钻井设备(绞车、泥浆泵和转盘等)由大功率的交流或直流电动机驱动,根据钻井工艺需要调节转速和控制转矩,因此,通常采用VFD变频调速系统或SCR直流调速系统来满足钻井工艺要求。众所周知,电力电子装置(VFD变频传动
2、系统和SCR直流传动系统)对电力系统带来谐波污染,尤其是对柴油发电机组小电网系统,谐波污染的问题将更为严重,而且SCR电驱动系统的功率因数较低,也给小电网系统带来额外负担,影响供电质量。因此,对石油钻机电驱动系统进行谐波抑制和提高功率因数,显得尤为重要。本论文正是针对此问题进行的研究和实践。本文对石油钻机电驱动系统的构成及其工作原理作了介绍,重点分析了SCR和VFD电驱动系统谐波和无功功率产生的原因及危害,结合国内外的研究成果,提出对石油钻机电驱动系统进行谐波抑制和无功补偿的方案,并将其应用到实际的工程项目中。石油钻机电驱动系统为典型的多谐波源系
3、统,本文对各个谐波源进行了详细地分析,并且将多个谐波源进行了合成叠加和计算,来确定对电网系统总的影响(电压畸变率);针对SCR和VFD电驱动系统的结构和特点,提出了对ScR和vFD系统进行谐波抑制和无功功率补偿的不同解决方案,即:对sCR电驱动系统,采用有源滤波器+动态无功功率补偿的办法,来消除谐波和改善功率因数;而对VFD电驱动系统,采用有源滤波器来消除谐波即可。对石油钻机SCR和vFD电驱动系统谐波进行的分析和计算,为两系统谐波抑制的方案选型和系统优化提供了设计依据。本文选用适合于柴油发电机组小电网供电系统的有源滤波器(额定电压为690V)来
4、滤除谐波,在系统结构上,采用一个谐波源配置一个有源滤波器的方法,主要解决了CT和PT连接的问题,实践证明系统配置合理,滤波效果良好。同时对SCR电驱动系统设计了动态无功补偿装置,通过实测数据验证了本文对SCR电驱动系统的无功进行了有效地补偿。关键词:电驱动系统:谐波分析:谐波抑制:无功补偿石油钻机电驱动系统i皆波抑制和无功补偿研究AbstractOildrillingrigelectricdrivesystemsareusedmassiVelyinoildrillpicks.Meanwhile,oildrillingrigsystemsareus
5、edindesert,seaand1andthatpublicgridcan’tarriVe.Thepowerstationsubsystemsareconstitutedofdieselgeneratorsetsandcorrespondingcontrolsystems,itproVidespowersupplytooildrillingrig(smalIgridpowersuppIysystem).DrilIingequipmentsaredriVenbyhigh-powerAC/DCmotors.Accordingtodrillingcr
6、aftneed,speedisadjustedandtorqueiscontrolled.Usually,thedrillingcraftneedissatis矗edbyVFDACorSCRDCspeedcontr01system.Itiswellknownsthatpowerelectronicdevices(VFDACorSCRDCspeedcontrolsystem)bringharmonicpollutiontopowersystem.Especially,harmonicpollutionwillmoreseriousf
7、0rdiese
8、lgeneratorsmallgridsystem,andlowpowerfactorofSCRelectricdriVesystemalsobringadditionalburdenandinfluencequalityofpowersupplying.So,itisVeryimportanttocarryonharmonicsuppressionandimproVepowerf.actor.ThispaperisdoingresearchandpracticeinViewofthisquestion.Thestructureandworkin
9、gprincipleofoildrillingrigelectricdfivesystemareintroduced.Meanwhile
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